浅谈“端到端”原则的发展

王明贞

摘 要：端到端原则对网络体系结构的发展具有核心的指导意义，主要介绍了近年来应用到网络体系结构中的端到端原则的发展，并且讨论了当前网络体系结构的发展趋势与端到端原则之间的联系，从中得出结论：为了支持网络体系结构，端到端原则的发展将是大势所趋。

关键词：端到端原则；网络体系结构；发展历程

一、引言

Saltzer，Reed和 Clark在论文《The End-TO-End Arguments in System Design》中涉及的端到端原则对网络体系结构具有重要指导意义。端到端原则起初是为了解决一个问题，就是在一个通信系统中在什么地方增加功能最合适，然而在接下来时间里，它却被用来维护公开性、增强可靠性健壮性、保护用户的选择权和使新的服务开发更容易。本文描述对端到端原则发展趋势的一些个人看法。

二、端到端原则的主要发展历程

1.第一阶段

端到端原则起初是用来解决在通信系统中在什么地方增加功能最合适，“一种应用功能只有当其知识和帮助置于通信系统的边缘才能完全和正确地实现，因此将提出这种应用功能作为通信系统本身的性质是不可能的”。

保证交付功能就是这样一个例子。原始的ARPANET每当发送完一个数据包时就返回一个信息“Request for next message”。然而发现这条信息对网络中的拥塞控制非常有效，因为在收到确认信息之前ARPANET拒绝再向目的地发送任何信息，这条信息是可靠交付的明显特征。但发送主机并不想知道网络是如何传送数据包的，它只想知道数据包是否在目的主机被正确处理。从当前的IP网络结构来看，一个可靠的传输层需要一个表示传输成功的标志。同样，应用层有应用层的确认信息，在其他方面，用状态码表示对请求的处理。

2.第二阶段

随着互联网的发展，端到端原则被渐渐地用来关注在网络中的什么地方增加应用的状态信息：应该在网络中还是在端系统中。最好的例子就是在RFC1958中的描述：“如果我们想让应用能在網络部分错误中生存下来，这种原则是很有用的。一种端到端协议的设计不应该依赖于在网络中来维护状态（比如端到端通信的状态信息），而应该在端系统中，这样一来，状态信息只有在端系统本身被毁坏时才能被破坏。从中得出一个直接结论就是数据包服务要比传统的虚电路服务好。网络只需要尽可能高效、可靠地传输数据，其他的应该在边缘来完成。”

3.第三阶段

关于端到端原则如何继续影响网络技术讨论的一个有趣的例子就是IP的移动性，在不做根本改变的情况下，现有的网络路由体系结构严重制约了IP移动性与端到端原则密切匹配。在Johnson，Perkins和Arkko写的移动IPv6的陈述中，IPv6需要在移动节点组成的本地网中设置一个路由代理来支持移动节点之间的路由定位匹配。在原来的IPv4的设计中本地子网路由代理（也就是外部代理）放弃使用端到端原则，这种设计已经被淘汰了，现在的端系统都有它自己的地址。另外，移动IPv6包含完善路径选择安全机制，允许在端系统与通信节点之间使用端到端路由算法，这样可以使用本地代理，没有必要再使用全球代理了，这种特性是基于对端到端的考虑。然而，在网络路由体系结构中，全球节点与路由识别的混淆决定了IPv6中本地网络仍需要全球路由代理。就此，在IAB研讨会上进行了讨论，并在RFC2995中发布。

三、结论

端到端原则继续指导着网络标准的技术开发，对网络体系结构依然像以前那么重要。端到端原则自产生以来就是关于是否需要端系统的知识和帮助去实现通信系统功能的讨论焦点，然而用户的选择与许可、端到端服务的可靠性与完整性和提供信任机制与“良好网络公民行为”这些都是在端到端原则上开发的。认识到这些资源对于网络的修改比以前向网络中合并服务的压力更重要。任何合并网络服务的提议在开发之前都必须考虑到这些先前资源。

我想今后网络的发展不可能完全局限于“端到端”原则的架构思想，但也不可能完全抛弃这样一种理论的指导，“端到端”原则所提倡的灵活性和开放性对今后网络的发展仍将具有重要指导

意义。

（作者单位 第二炮兵工程大学士官学院共同基础

教研室）